Le secret des bracelets lumineux interactifs dans les concerts et spectacles

dans les événements de spectacles de concerts et même parfois sportifs en salle on voit de plus en plus souvent l'apparition de ces bracelets lumineux qui se portent au poignets et qui sont distribués dès l'arrivée du public c'est un phénomène qui a démarré il y a une petite dizaine d'années et qui permet de produire des animations lumineuses dans le public en synchronisation avec le son ou la musique ce qui amplifie l'effet d'ambiance et donne au public l'impression de participer à l'événement en tout cas ça permet de créer un spectacle lumineux dans le public parallèlement à ce qui se passe sur scène et ce qui est intéressant dans cette technologie c'est qu'il est tout à fait possible de de créer des motifs lumineux spécifiques et même de les animer ou de les faire bouger à travers le public dans ce petit épisode je vous propose trois choses d'abord vous expliquer concrètement comment tout cela fonctionne ensuite analyser l'électronique qu'il y a dedans et pour finir avoir une petite réflexion sur l'aspect écologique et recyclabilité de ces bracelets parce qu'ils sont techniquement conçus pour être réutilisable mais est-ce que c'est vraiment le cas [Musique] je vais d'abord commencer par remercier les quatre personnes qui m'ont fait parvenir les bracelets qu'on leur a fourni lors de la tournée européenne du groupe codepay en 2022 il s'agit de Damien qui réside à charanciivezin de Guillaume qui réside à dieuloire de Jocelin qui réside à Villeneuve tlosane toutes ces villes sont en France mais il y a aussi un Belge et c'est Stéphane qui réside lui à La Louvière donc merci à eux alors tous ces bracelets viennent de la société québécoise pixmob qui a lancé le concept il y a une dizaine d'années environ on peut trouver sur leur site internet pas mal d'informations sur les produits et les projets c'est assez intéressant et à propos de ces bracelets il en existe de trois types un premier activation par infrarouge contenant de LED rouge vert bleu un second également activation par infrarouge mais contenant quatre leds et en troisième à activation par radiofréquence contenant de leds toujours rouge vert bleu tous les brincelets en ma possession sont activation par infrarouge et contiennent d'ailleurs plus que quatre leds puisqu'il y en a deux à l'intérieur du boîtier et CIN sur l'enveloppe c'est probablement une version actualisée de leur système je vais commencer par vous expliquer brièvement comment ils sont activés pendant ces concert et vous allez voir que toute proportion gardé c'est pas si compliqué que ça et c'est même plutôt astucieux autour de la scène sur laquelle se trouvent les artistes sont placés ces type de projecteur motorisés installés sur une base mais ce ne sont pas des projecteurs conventionnels qui émettent de la lumière visible ceuxa émettent de la lumière infrarouge donc invisible à l'œil nu à partir d'une matrice de pixel spécialisée intégrée à leur bloc optique ils sont piloté par le logiciel dédié de pixmob qui permet de programmer leurs mouvement ainsi que les pixels du bloc optique et c'est à travers ces pixels que vont être transmises les informations vers les bracelets ces informations sont en fait des commandes une sorte d'instruction que le capteur infrarouge qui est à l'intérieur du bracelet va pouvoir recevoir et que le microcontrôleur qui est au cœur du système va lui pouvoir interpréter pour modifier l'état lumineux des LED donc en résumé les instructions programmées dans le logiciel de pixmob sont transformées en signaux infrarougge dans le bloc optique des projecteurs pour que ces signaux puissent être projeté vers le public étant donné que les têtes de ces projecteurs sont mobiles et motorisées et que les signaux changent très rapidement ça donne une impression de mouvement et d'animation parfois synchronisée avec le son en fonction de la séquence qui a été programmée et d'ailleurs ils ont aussi une version portable qui se présente sous la forme d'un bâton infrarouge connecté que l'artiste sur scène a dans la main et braque vers le public pour interagir avec lui donc ça c'était pour les bracelets à activation par infrarouge mais il y a aussi des bracelets à activation par radiofréquence c'est un petit peu différent au niveau de l'émission réception des instructions mais le but est exactement le même voilà donc ce qui est à retenir là-dedans c'est que ces bracelets s'activent lorsqu'ils reçoivent un signal numérique spécifique contenant des instructions destinées à modifier l'état actuel de leur LED maintenant avant de passer à l'analyse de l'électronique on pourrait essayer de voir dans quelle mesure les cinq bracelets en ma possession pourraient être temporairement réactivés et pour réaliser cette expérience il y a un outil auquel je pense et qui pourrait nous être très utile il s'agit du flipper zéro alors qu'on soit clair je vais pas commencer à passer en revue tout ce qu'on peut faire avec un flipper zéro ça serait totalement hors sujet par rapport à cette vidéo gardez juste à l'esprit que parmi les choses dont il est capable il peut recevoir des signaux qu'il soit radio sub GHz c'est-à-dire inférieur à 1 GHz infrarouge RFID et même NFC il peut les stocker numériquement en mémoire les émuler et les retransmettre par le même moyen de communication donc en gros il sert à interagir avec différents types de systèmes de contrôle d'accès de protocole radio de RFID de communication en champ proche NFC et de signau infrarouge et accessoirement on peut aussi jouer à l'apprenti ha cur avec mais bien entendu jusqu'à un certain point mais étant donné qu'il dispose d'un émetteur récepteur infrarouge et d'un émetteur récepteur radio entre 300 et 928 MHz techniquement il est en mesure de transmettre à ses bracelets des signaux encore faut-il savoir quoi leur transmettre et ben en fait il y a déjà quelqu'un qui a fait la rétro inéniéie du Prin principe infrarouge de ses bracelets et il a notamment déposé sur sa page gitub que j'ai mis en description un certain nombre de scripts pour le flipper zéro qui permettent de les déclencher donc je les ai chargé dans la mémoire de mon flipper et je vais me contenter d'exécuter quelques cycles différents dans lesquels il transmet au bracelet des instruction basique comme par exemple la couleur initiale des LEDs la couleur de transition la vitesse et durée d'atténuation et cela de façon plus ou moins aléatoire pour donner une impression de désynchronisation des uns par rapport aux autres alors évidemment les projecteurs de pix mob permettent d'obtenir des résultats plus complexes grâce à des signaux émis à partir d'une matrice de pixel infrarouge qui permet de piloter des centaines de bracelets individuellement alors maintenant je vous propose de faire une petite analyse de l'électronique d'un de ces bracelets et éventuellement de voir à quoi ressemble la forme du signal reçu par le capteur infrarouge il est donc entièrement fait de plastique comme je le disais tout à l'heure on trouve CIN leds ici sur l'enveloppe du bracelet et de l'aide à l'intérieur du boîtier avec en son centre le récepteur infrarouge l'alimentation électrique est assurée par deux piles LR03 de 1,5 V donc sa tension de fonctionnement est de 3 V on trouve à l'intérieur un circuit imprimé flexible qui couvre toute la surface du bracelet c'est ce qui permet d'avoir des lettes qui épouse la forme du poignet et la seule chose qui est soudée au circuit flexible sont les deux bornes plus et moins connectés aux piles que j'ai dessoudé pour ne récupérer que le circuit et on se retrouve avec un circuit imprimé flexible peuplé de 44 composants montés en surface et une seule couche de cuivre pour les pistes pour les tests j'ai soudé deux fils pour l'alimenter en 3 V à partir d'une alime externe je vais demander au flipper zéro qu'il émetteent quelques signaux infrarougge à partir de sonript et on va regarder rapidement à quoi il ressemble en sortie du récepteur dont la fonction est de transformer un signal infrarouge reçu en signal électrique et on peut constater que que le signal qui en sort est déjà un signal numérique ce qui va nécessairement faire gagner du temps de cycle au microcontrôleur qui n'aura pas à calculer la conversion d'un signal analogique pour l'échantillonner et le rendre numérique celui-ci est un second signal envoyé par le flippeer plus court que le précédent voilà un troisième qui n'est différent du précédent que sur la portion cerclée en rouge et un 4è contenant un peu plus inststruction que les deux précédents allez passons maintenant au composants alors vous voyez en bas à droite que cette version 1.7 du bracelet date du 27 octobre 2021 et on a à l'image et sur cette portion du circuit les quatre principaux composants à savoir le récepteur infrarouge ici une des SEP leds ici le microcontrôleur ici et une minuscule iprom ici d'une capacité de quelques centaines d'octé dans laquelle le microcontrôleur peut lire et écrire je remarque que son boîtier est saopé de huit broches est dénué de marquage alors je ne pense pas qu'ils l'ont volontairement effacé pour pas qu'on l'identifie je pense plutôt que le marquage est de l'autre côté donc je le dessouderai dans un instant pour le vérifier et et d'ailleurs ça semble être la même chose pour la mémoire mais bon c'est moins important de connaître sa référence un truc intéressant étant donné que ce circuit ne contient pas de couches internes ces résistances Z0 Ohm sont simplement utilisées en guise de pont entre deux pistes qui ne peuvent pas se croiser les SEP ledes présentes sur ces bracelets sont en mesure de créer une couleur à partir des composantes rouges vert et bleu et ce sont ces trois transistors qui vont chacun gérer une de ces composantes pour l'ensemble des LEDs justement à propos de LED en voici une en plan rapproché avec sa résistance de 43 ohmes à ses côtés pour limiter le courant qui la traverse et la protéger d'une surintensité et on peut aussi apercevoir les trois électrodes rouge vert et bleu en gros c'est comme si ce genre de LED en contenit trois indépendantes les unes des autres dans une minute je vous ferai un petit résumé de comment tout ça fonctionne à travers un schéma explicatif mais pour l'heure on va essayer d'identifier le microcontrôleur donc je le dessoue du circuit et j'en profite aussi pour faire de même avec le récepteur infrarouge pour le cas où l'envie me prenne de vous montrer ce qu'il renferme et comme je le présenter un petit peu le marquage se trouve bien sur l'autre face de ce composant et ce serait donc un microcontrôleur 8 bit compatible mc81f du fabricant above intégrant 4 K de flash r 192 oct de mémoire RAM et un convertisseur analogique vers numérique 7 Canau sur 12 bits bon de toute évidence comme le récepteur infrarouge lui fournit déjà un signal numérique il ne doit pas utiliser son ADC allez pour le fun je vais vous faire découvrir ce qu'il y a dans ce composant et je suppose que vous aurez compris que la lentille en forme de demi-sphère sert à faire converger les rayons infrarouges une toute petite surface à l'intérieur du capteur bon j'aurais pu le passer à l'acide sulfurique comme je le fais traditionnellement pour analyser un semi-conducteur mais j'ai eu la flemme de préparer tout le matériel rien que pour lui donc on se contentera du chalumeau il y a donc deux puces de silicium dans ce composant et je rappelle que chaque petit carré mesure 1 mm de côté ça vous donne une idée de l'échelle je vais délicatement extraire les deux puces de cette armature en métal voilà la première est tombée c'est celle-ci elle était posée juste ici à l'endroit que j'indique avec la pointe maintenant je vais faire de même avec la seconde qui est ici voilà elle a sauté de son socle et vous avez donc à l'image les deux circuits indégrés qui ont chacun une fonction bien précise que je vais vous expliquer en les observant au microscope voici la première puce elle mesure un peu moins de 2 mm de côté et il s'agit d'une cellule séos sensible aux infrarouges qui sera en mesure de transformer les rayons infrarouges en courant électrique très faible elle est connectée à la seconde puce via ce plot juste ici et voici justement la seconde puce qui elle mesure moins de 1 mm de côté il s'agit d'un convertisseur analogique vers numérique dont le rôle est de transformer le signal électrique que lui envoie la cellule SOS en signal numérique filtré pour être exploitable par le microcontrôleur et pour réaliser cette tâche il y a plusieurs dizaines de milliers de composants miniaturisés sur cette surface on conclut l'analyse avec ce schéma simplifié explicatif dans lequel on comprend que le microcontrôleur est au cœur du dispositif le récepteur infrarouge lui envoie le signal qu'il a préalablement converti numériquement le microcontrôleur le décode et l'interprète pour calculer le prochain état dans lequel il doit placer chaque composante RVB des SEP leds ce que j'ignore cependant c'est la fréquence à laquelle tout cela fonctionne en gros la cadence de rafraîchissement des LEDs à la seconde deux mots à propos de la fabrication et de la recyclabilité le fabricant pixmob clame que leur produit a vraiment été fait pour être réutilisable d'un concert à un autre et en effet je pense que c'est le cas il est demandé au public de rendre les bracelets à la sortie parce qu'à priori la seule chose qu'ils ont à faire pour les réutiliser est de les nettoyer avec une solution alcoolisée et de remplacer les piles d'ailleurs c'est un petit peu ce que j'ai fait j'ai simplement remis des piles neuves et ils sont à nouveau opérationnels en revanche petit bémol sur la quantité de piles que ça requiert imaginez un concert avec 60000 personnes comme ça peut être le cas avec n'importe quel gros artiste ben ça requiert quand même l'usage de 120000 piles alors je sais pas s'ils font le remplacement des piles à chaque événement mais ça peut rapidement devenir manière assez lourd en terme de consommation de pile pour ce qui est de la fabrication ils ont fait en sorte qu'il n'y ait pas trop d'électronique à l'intérieur c'est vrai que c'est plutôt bien optimisé mais c'est aussi et surtout pour limiter les coûts d'ailleurs en parlant de coût au vu de la quantité assez importante de bracelets qu'il doivent faire produire j'estime que le coût de fabrication ramené à un boîtier est autour de 1 dollar plus le coûpt D' pil voilà vous savez tout sur ces bracelets donc désormais si vous allez à un spectacle ou un concert et quand vous en distribuez un à l'entrée ben vous saurez exactement ce qui fait qu'il change de couleur tout seul et vous aussi maintenant que quand vous participez à ce genre de concert et ben vous prenez un maximum d'infrarouge dans la tronche bon il y a rien d'inquiétant ça a pas plus d'effet sur nous que de la lumière visible c'est juste de la lumière qu'on ne voit pas c'était peut-être la dernière vidéo de 2023 j'en ai une autre sur le feu mais je ne sais pas encore si elle sera cuite d'ici le 31 donc dans le doute je vous dis à l'année prochaine Ciao [Musique]